2017 Fiscal Year Research-status Report
5G無線通信を支えるマルチバンドとミリ波デバイスの理論設計による迅速開発
| Project/Area Number |
16K06320
|
|---|
| Research Institution | Kanagawa University |
|---|
Principal Investigator |
陳 春平 神奈川大学, 工学部, 准教授 (20440266)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
穴田 哲夫 神奈川大学, 付置研究所, 名誉教授 (20260987)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | マルチバンド・ミリ波デバイス / 金属PｈCデバイス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
IoT（Internet of Things）、AI（人工知能） を活用した超スマート社会の実現のために、それらを支えた次世代無線通信技術の研究開発はソフト部分とハード部分の両面から進められ、大いに注目を浴びている。ハードウェア部分において、車の無人運転や、AIを搭載するワイヤレスロボットなどの実現に必要不可欠な超広帯域、超大容量、超低遅延の無線システムを支えるマイクロ波帯のマルチバンド広帯域フィルタ及びミリ波帯の超小型ミリ波機能デバイスの開発が要求され、本研究では、それらの迅速開発を目指し，デュアルバンド広帯域フィルタの系統的な設計理論の開発，非放射損失や超小型軽量化等の利点を有するミリ波帯機能デバイスの開発を行う。具体的には、設計理論において、筆者等は、超広帯域・超低遅延・マルチバンドフィルタなどのデバイスの合成理論をデバイスの構造、理論関数、パラメータの求め方の3つの方面から研究を展開し、進めている。回路実現部分において、従来のマイクロ波・ミリ波領域で用いられた導波管、マイクロストリップ線ではなく、金属円柱を周期的に並べた金属フォトニック結晶を用いることを提案した。さらに、金属フォトニック結晶構造のバンドギャップを計算した上で、1つの金属円柱を取り除いた点欠陥共振器、中心に、半径を変えられる金属円柱を挿入した新たな点欠陥共振器を提案し、共振器のモードチャットを計算した。また、提案した新たな共振器をフィルタなどデバイスの実現に応用した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
1. 低群遅延・デュアルバンド超広帯域フィルタの開発に関して、前年度の仕事を引き継ぎ，等価回路の各パラメータの確定方法（合成方法）における研究においては，申請者が提案し確かめた従来の等リップル型フィルタに基いた新解析法を発展し，デュアルバンドフィルタの設計に応用可能な設計理論を提案した。
2. ミリ波機能デバイスの研究に関して、点欠陥共振器の数値シミュレーションの有効性を確認するために、点欠陥共振器を実際に作製し，共振特性を測定し，Q値を評価した．さらに、3段のミリ波PhCバンドパスフィルタを設計し、試作した。
また、研究成果の一部を論文に纏め、ヨーロッパマイクロ波会議、アジアパシフィコマイクロ波会議などの国際会議や、論文雑誌を通して公開している.
|
| Strategy for Future Research Activity |
デバイスの設計理論の一部分及び金属PhC導波路の有効性を確かめたため、次世代無線通信システムに必要な低群遅延・デュアルバンドUWBフィルタなどのマイクロ波デバイスの実際の設計，及びミリ波帯の超小型機能デバイスの実現に焦点を当て研究を推進する．また、前年度の研究を引き続き、まだ完成していないトリプルバンド/マルチバンドフィルタの設計理論の研究を進める。
1. マイクロ波帯域において、5Gの仕様を満たしたマイクロ波UWBフィルタ、デュアルバンドフィルタ、電力合成・分配器，方向性結合器，移相器などの基本回路を提案し確認した理論を用いてマイクロストリップ線などで設計し、実現する。
2. ミリ波機能デバイスにおいて、提案した金属円PhCを用いて、デバイスを開発する。さらに、周波数と結合を制御しやすいギャップ付き金属PhC構造の基本性能を調べる。また、SIW、CPW、GDSデバイスと集積・一体化するための技術に重点を置いて研究する。
|
| Causes of Carryover |
シミュレーション専用多CPU・高性能GPU搭載型パソコンの購入、電子情報通信学会の論文投稿費，EuMW2018、APMC2018などの国際会議にて設計した機能デバイスに関する研究成果を発表のための参加費，電磁波回路の作製費などに使用予定である。
|
